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Golang使用sync.Mutex解决数据竞争
加了 sync.Mutex 仍有数据竞争,主因是锁未覆盖全部访问路径:读操作未加锁、值类型导致锁被复制、指针未解引用调用 Lock(),或结构体未用指针传递。

为什么加了 sync.Mutex 还有数据竞争?

常见原因是锁没覆盖全部访问路径:比如只在写操作加锁,但读操作直接裸奔;或者锁变量是局部副本(如方法接收者是值类型,mutex 被复制);又或者用了指针但忘记解引用就调用 Lock()。最典型错误是把 sync.Mutex 嵌入结构体后,仍用值拷贝方式传参或赋值,导致每次操作的其实是不同实例的锁。

实操建议:

  • 确保所有对共享字段的读写都发生在 mu.Lock()mu.Unlock() 之间
  • 结构体必须用指针传递(*MyStruct),否则嵌入的 sync.Mutex 不起作用
  • 避免在锁内做耗时操作(如 HTTP 请求、文件读写),否则阻塞其他 goroutine
  • -race 编译并运行程序:go run -race main.go,它能直接报出竞争位置

sync.Mutexsync.RWMutex 怎么选?

当读多写少(比如配置缓存、状态快照),优先用 sync.RWMutex:多个 goroutine 可同时读,但写会独占。而 sync.Mutex 无论读写都互斥,吞吐更低。

注意点:

  • RWMutex.RLock()RUnlock() 必须成对出现,漏掉会导致后续写操作永久阻塞
  • RWMutex.Lock() 会等待所有当前读锁释放,但已有写锁未释放时,新读锁会被阻塞——这可能导致写饥饿(大量读请求压住写)
  • 如果读操作本身很轻(只是取一个 int 字段),用 sync.Mutex 更简单、无额外开销

别在 defer 里无条件调用 Unlock() 的坑

看起来优雅,但容易出错:比如函数提前 return,defer Unlock() 没执行;或者 Lock() 失败(虽然 sync.MutexLock() 不会失败,但换成 TryLock() 就可能);更危险的是,在循环中重复 defer Unlock(),造成多次解锁 panic。

安全写法:

  • if mu.TryLock() { defer mu.Unlock() } 配合显式控制流
  • 标准模式是:紧接 Lock() 后立刻写 defer Unlock(),且该函数不包含任何可能绕过它的分支逻辑
  • 绝不把 defer mu.Unlock() 写在 if 分支内部,除非你能保证该分支一定执行到

一个最小可验证的竞态修复示例

下面代码模拟两个 goroutine 并发累加,不加锁会输出非预期结果(如小于 200000):

package main

import (
    "sync"
)

type Counter struct {
    mu    sync.Mutex
    value int
}

func (c *Counter) Inc() {
    c.mu.Lock()
    defer c.mu.Unlock()
    c.value++
}

func main() {
    var wg sync.WaitGroup
    c := &Counter{} // 注意:必须取地址!

    for i := 0; i < 2; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            defer wg.Done()
            for j := 0; j < 1e5; j++ {
                c.Inc()
            }
        }()
    }

    wg.Wait()
    println(c.value) // 总是输出 200000
}

真正容易被忽略的不是语法,而是锁的作用域是否和共享数据生命周期一致——比如在 map 中存结构体值而非指针,或在闭包中捕获了局部锁变量,都会让保护失效。